Was sind Photovoltaikanlagen?
Photovoltaikanlagen nutzen eine Sammlung von Solarzellen, um Strom für eine Vielzahl von Kapazitäten zu erzeugen. Der Prozess wandelt Sonnenlicht oder ultraviolette Strahlung in Energie um. Das System verwendet eine Reihe von Solarzellen, die in Module verpackt und an einen Kondensator angeschlossen sind, um Gleichstrom zu speichern und diesen an Geräte oder Komponenten zu verteilen, die mit Strom versorgt werden müssen.
Die Arbeitsweise einer Photovoltaikanlage besteht einfach darin, die Photonen vor Sonnenlicht zu schützen und sie auf Elektronen einwirken zu lassen. Dieses Ereignis erzeugt einen höheren Energiezustand, der eine elektrische Ladung aufbaut. Das Basisteil des Systems ist eine Photodiode, die auch der primäre Kollektor der Photonen ist.
Es gibt zwei Hauptformen von Photovoltaikanlagen: Standalone und Hybrid. Standalone-Systeme sind nicht an eine externe Stromquelle angeschlossen. Die gesammelte Energie wird vor Ort gespeichert und zur Versorgung eines einzelnen Geräts verwendet. Dies kann von kleinen Gartenleuchten bis hin zu Raumfahrzeugen variieren. Hybridsysteme sind Photovoltaiksysteme, die andere Formen des Stromverbrauchs wie Dieselgeneratoren oder Windenergie umfassen und im Allgemeinen größere Gebäude oder Gebiete mit Strom versorgen.
Mit Solarzellen und -modulen kann ein Netzsystem aufgebaut werden. Diese werden in der Regel auf Feldern oder auf großen Gebäuden aufgestellt und speisen Strom direkt in das Stromnetz ein. Damit der Gleichstrom in den im allgemeinen Netz verwendeten Wechselstrom umgewandelt werden kann, muss ein spezialisierter Wechselrichter verwendet werden. Die durchschnittliche Sammlung von Modulen in diesen Designs besteht aus 72 kristallinen Siliziumzellen, die ungefähr 160 Watt Energie erzeugen.
Das größte Problem bei der Installation von Photovoltaikanlagen sind die Gesamtkosten. Herkömmliche Systeme verwenden kristalline Siliziummodule, die die Basis-Flachbildschirme darstellen, die die meisten Menschen als Kollektoren der Sonnenstrahlung kennen. Neuere Systeme wurden mit dem Konzept der Konzentratormodule entworfen. Diese Module verwenden große reflektierende Oberflächen, um das Sonnenlicht direkt in die Fotodiode zu lenken. Dies hat den Wirkungsgrad der Solarkollektoren erhöht und die damit verbundenen Kosten gesenkt. Nach Angaben von Anfang 2006 beliefen sich die Kosten pro Watt im Durchschnitt auf 7,50 US-Dollar (USD).
Weitere Finanzierungsideen wurden zu Beginn des 21. Jahrhunderts entwickelt. Hierzu zählen langfristige Verträge für die kostenlose Installation der Photovoltaikanlagen in Unternehmen und Wohngemeinschaften im Austausch für das Recht, den erzeugten Überschussstrom zu sammeln. Ab 2009 wurden rund 90 Prozent der kommerziellen Photovoltaikanlagen in den USA mit dieser Methode installiert.